页数：119页文件大小：3.74 MB来源： 分子生物学课ppt课件
本课件先界定基因表达的方式与时空特异性，随后以操纵子学说为主线，详细拆解乳糖操纵子的正负调控、CAP-cAMP调节与色氨酸操纵子的阻遏及弱化机制，并补充半乳糖、阿拉伯糖操纵子与SOS应答。
第六章基因的表达与调控(上)——原核基因表达调控模式
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
第一节基因表达调控的基本概念一、基因表达的概念gene expression：基因转录及翻译的过程。对这个过程的调节就称为gene regulation。rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达
组成性表达(constitutiveexpression)适应性表达(adaptiveexpression）二、基因表达的方式
2、空间特异性(spatial specificity)基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间特异性又称细胞或组织特异性(cellortissuespecificity)。在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
Jacob and Monod
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
1、根据操纵子对调节蛋白（阻遏蛋白或激活蛋白）的应答，可分为：正转录调控负转录调控三、原核基因调控机制的类型与特点
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白激活蛋白正转录调控负转录调控正转录调控如果在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入这种调节蛋白质后基因活性就被开启，这样的调控正转录调控。
调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白激活蛋白正转录调控负转录调控负转录调控在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入这种调节蛋白质后基因表达活性便被关闭，这样的调控负转录调控。
调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白诱导物mRNA酶蛋白酶合成的诱导操纵子模型诱导物如果某种物质能够促使细菌产生酶来分解它，这种物质就是诱导物。
酶合成的阻遏操纵子模型调节基因操纵基因结构基因mRNA酶蛋白调节基因操纵基因结构基因辅阻遏物辐阻遏物如果某种物质能够阻止细菌产生合成这种物质的酶，这种物质就是辅阻遏物。
大肠杆菌中的各种σ因子
| σ因子 | 编码基因 | 主要功能 |
|---|---|---|
| σ70 | rpoD | 参与对数生长期和大多数碳代谢过程基因的调控 |
| σ54 | rpoN | 参与多数氮源利用基因的调控 |
| σ38 | rpoH | 分裂间期特异基因的表达 |
| σ32 | ？ | 热休克应答基因的诱导表达 |
原文将 rpoH 标注为 σ38，与后续页面“σ32 参与热休克应答”的表述不一致，此处保留原文标注并提示核对；σ32 编码基因原文未给出。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
第三节乳糖操纵子(lac operon)内容提要：乳糖操纵子的结构酶的诱导——lac体系受调控的证据乳糖操纵子调控模型影响因子Lac操纵子中的其他问题
一、乳糖操纵子的结构
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
二、酶的诱导——lac体系受调控的证据
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
②这个mRNA分子的启动子紧接着O区，而位于I与O之间的启动子区（P），不能单独起动合成β-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。
③操纵基因是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
RNA聚合酶结合部位阻遏物结合部位
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
操纵位点的回文序列
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
④当阻遏物与操纵基因结合时，lac mRNA的转录起始受到抑制。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发lac mRNA的合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
不可诱导突变（超阻遏）：
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
②真正的诱导物是异构乳糖而非乳糖，前者是在β-半乳糖甘酶的催化下由乳糖形成的，因此，需要有β-半乳糖甘酶的预先存在。解释：本底水平的组成型合成：非诱导状态下有少量的lac mRNA合成。
乳糖
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
诱导物的加入和去除对lacmRNA的影响
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
3、阻遏物lac I基因产物及功能Lac 操纵子阻遏物mRNA是由弱启动子控制下组成型合成的，每个细胞中有5-10个阻遏物分子。当I基因由弱启动子突变成强启动子，细胞内就不可能产生足够的诱导物来克服阻遏状态，整个lac操纵子在这些突变体中就不可诱导。
4、葡萄糖对lac操纵子的影响如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中，lac操纵子处于阻遏状态，不能被诱导；一旦耗尽外源葡萄糖，乳糖就会诱导lac操纵子表达分解乳糖所需的三种酶。代谢物阻遏效应
5、cAMP与代谢物激活蛋白代谢物激活蛋白（CAP）/环腺甘酸受体蛋白（CRP）
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
ZYAOPDNA调控区CAP结合位点启动序列操纵序列结构基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙酰基转移酶cAMP—CAP复合物
ATP腺甘酸环化酶cAMP（环腺甘酸）大肠杆菌中：无葡萄糖，cAMP浓度高；有葡萄糖，cAMP浓度低
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
+ + + + 转录无葡萄糖，cAMP浓度高时促进转录有葡萄糖，cAMP浓度低时不促进转录ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAPCAP的正调控
当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。cAMP—CAP复合物与启动子区的结合是转录起始所必需的。协调调节葡萄糖对lac操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏(catabolicrepression)。单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。
The LacOperon:When Glucose Is Present But Not LactoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRNAPol.RepressorRepressorRepressormRNAHey man, I’m constitutiveCome on,let me throughNo wayJose!CAP
The LacOperon:When Lactose Is Present But Not GlucoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRepressorRepressormRNAHey man, I’m constitutiveCAPcAMPLacRepressorRepressorXThis lactose hasbent me out of shapeCAPcAMPCAPcAMPBind to mePolymeraseRNAPol.RNAPol.Yipee…!
The LacOperon:When Neither Lactose Nor Glucose Is PresentRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingCAPcAMPCAPcAMPCAPcAMPBind to mePolymeraseRNAPol.RepressorRepressormRNAHey man, I’m constitutiveRepressorSTOPRight therePolymeraseAlright, I’m off to the races . . .Come on, let me through!
lac基因产物数量比较
| lac基因产物 | 相对数量 |
|---|---|
| β-半乳糖苷酶 | 1 |
| 透过酶 | 0.5 |
| 乙酰基转移酶 | 0.2 |
原文写作“β-半乳糖苷酶：透过酶：乙酰基转移酶=1：0.5：0.2”，按比例整理为表格。
3、操纵子的融合与基因工程POZYAtsxPOpur结构基因缺失lac operonpur operon
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
一、色氨酸操纵子的结构调控基因结构基因催化分枝酸转变为色氨酸的酶trpRtrp
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
三、trp 操纵子的弱化机制衰减子（attenuator）/弱化子前导序列（leader sequence）
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
研究引起终止的mRNA碱基序列，发现该区mRNA通过自我配对可以形成茎-环结构，有典型的终止子特点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
3、弱化机制
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
前导肽转录终止结构
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少。它通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。
•什么是操纵子（operon)?试说明色氨酸操纵子（Trp operon)在原核基因表达调控中的调控机制和重要作用。2003年武汉大学分子生物学试题
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
第五节其他操纵子一、半乳糖操纵子(galactose operon)异构酶(galE)乳糖-磷酸尿嘧啶核苷转移酶(galT)半乳糖激酶(galk)。
三、阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答SOS反应的机理：由RecA 蛋白和LexA 阻遏物的相互作用引起的。LexA阻遏物：是SOS DNA修复系统所有基因的阻遏物RecA蛋白：是SOS反应的最初的发动因子。在单链DNA和ATP存在时，RecA蛋白被激活，表现出水解酶活性，分解LexA阻遏物。当RecA水解LexA阻遏物后，导致SOS体系（包括recA基因）高效表达，DNA得到修复
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
二、稀有密码子对翻译的影响dnaG(引物酶) RNA引物dnaG、rpoD和rpsU属于大肠杆菌基因组上的同一个操纵子50个拷贝的dnaG蛋白、2800个拷贝的rpoD和40000个拷贝的rpsU
稀有密码子对翻译的影响
| 蛋白质 | AUU/% | AUC/% | AUA/% |
|---|---|---|---|
| 结构蛋白 | 37 | 62 | 1 |
| σ亚基 | 26 | 74 | 0 |
| DnaG蛋白 | 36 | 32 | 32 |
三、重叠基因对翻译的影响
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
TrpB –谷氨酸-异亮氨酸-终止GAA --AUC --UGA--UGG --AA AUG --GAA甲硫氨酸–谷氨酸–trpAtrpE—苏氨酸—苯丙氨酸—终止ACU --UUC --UGA--UGG --CU AUGAUG –GCU甲硫氨酸--丙氨酸--trpD翻译终止时核糖体立即处在起始环境中，这种重叠的密码子保证了同一核糖体对两个连续基因进行翻译的机制。
1、关于管家基因叙述错误的是(A) 在生物个体的几乎各生长阶段持续表达(B) 在生物个体的几乎所有细胞中持续表达(C) 在生物个体全生命过程的几乎所有细胞中表达(D) 在生物个体的某一生长阶段持续表达(E) 在一个物种的几乎所有个体中持续表达D
2、一个操纵子（元）通常含有(A) 数个启动序列和一个编码基因(B) 一个启动序列和数个编码基因(C) 一个启动序列和一个编码基因(D) 两个启动序列和数个编码基因(E) 数个启动序列和数个编码基因B
3、下列情况不属于基因表达阶段特异性的是，一个基因在(A) 分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的心肌细胞不表达(B) 胚胎发育过程不表达，出生后表达(C) 胚胎发育过程表达，在出生后不表达(D) 分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的骨骼肌细胞不表达(E) 分化的骨骼肌细胞不表达，在未分化的骨骼肌细胞表达A
4、乳糖操纵子（元）的直接诱导剂是(A) 葡萄糖(B) 乳糖(C) β一半乳糖苷酶(D) 透酶(E)异构乳糖E
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
5、Lac阻遏蛋白结合乳糖操纵子（元）的(A) CAP结合位点(B) O序列(C) P序列(D) Z基因(E) I基因B
6、cAMP与CAP结合、CAP介导正性调节发生在(A) 葡萄糖及cAMP浓度极高时(B) 没有葡萄糖及cAMP较低时(C) 没有葡萄糖及cAMP较高时(D) 有葡萄糖及cAMP较低时(E) 有葡萄糖及CAMP较高时C
7、Lac阻遏蛋白由(A) Z基因编码(B) Y基因编码(C) A基因编码(D) I基因编码(E) 以上都不是D
本页课件以图示为主，源文件提取到的文字较少，建议对照原图补充要点。
8、色氨酸操纵子（元）调节过程涉及(A) 转录水平调节(B) 转录延长调节(C) 转录激活调节(D) 翻译水平调节(E) 转录／翻译调节E
(A) Lac阻遏蛋白(B) RNA聚合酶(C) 环一磷酸腺苷(D) CAP-cAMP (E)异构乳糖9、与O序列结合10、与P序列结合11、与CAP结合12、与CAP位点结合ABCD
13、乳糖、阿拉伯糖、色氨酸等小分子物质在基因表达调控中作用的共同特点是A与启动子结合B与DNA结合影响模板活性C与RNA聚合酶结合影响其活性D与蛋白质结合影响该蛋白质结合DNAE与操纵基因结合D
14、DNA损伤修复的SOS系统A是一种保真性很高的复制过程BLexA蛋白是一系列操纵子的阻遏物CRecA蛋白是一系列操纵子的阻遏物D它只能修复嘧啶二聚体B
15、以下关于cAMP对原核基因转录的调控作用的叙述错误的是AcAMP可与分解代谢基因活化蛋白(CAP)结合成复合物BcAMP-CAP复合物结合在启动子前方C葡萄糖充足时，cAMP水平不高D葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用乳糖E葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用葡萄糖D
下载地址：{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}